CN1468467A - 厚膜毫米波收发机模块 - Google Patents
厚膜毫米波收发机模块 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1468467A CN1468467A CNA018154190A CN01815419A CN1468467A CN 1468467 A CN1468467 A CN 1468467A CN A018154190 A CNA018154190 A CN A018154190A CN 01815419 A CN01815419 A CN 01815419A CN 1468467 A CN1468467 A CN 1468467A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- base plate
- thick film
- transceiver module
- millimeter wave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H10W44/20—
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q23/00—Antennas with active circuits or circuit elements integrated within them or attached to them
-
- H10W70/611—
-
- H10W70/614—
-
- H10W70/685—
-
- H10W76/13—
-
- H10W90/00—
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0213—Electrical arrangements not otherwise provided for
- H05K1/0237—High frequency adaptations
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/16—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor
- H05K1/162—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor incorporating printed capacitors
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/16—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor
- H05K1/167—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor incorporating printed resistors
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/0058—Laminating printed circuit boards onto other substrates, e.g. metallic substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/46—Manufacturing multilayer circuits
- H05K3/4611—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/46—Manufacturing multilayer circuits
- H05K3/4611—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards
- H05K3/4626—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards characterised by the insulating layers or materials
- H05K3/4629—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards characterised by the insulating layers or materials laminating inorganic sheets comprising printed circuits, e.g. green ceramic sheets
-
- H10W70/682—
-
- H10W72/073—
-
- H10W72/07327—
-
- H10W72/07336—
-
- H10W72/352—
-
- H10W72/354—
Landscapes
- Transceivers (AREA)
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
- Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
- Structure Of Receivers (AREA)
Abstract
厚膜毫米波收发机模块包括底板和具有多个安装在底板上的低温传送带层的多层基板。不同的层可有变化。它们可以包括具有连接的信号轨道的DC信号层;具有接地连接的接地层;内嵌电容和电阻的器件层;以及具有用于安装其中的MMIC芯片的断流器的顶层。焊料预制层位于器件层和顶层间,用于固定MMIC芯片。在多层基板上方安装通道化板,形成通道以接收MMIC芯片并在发送信号和接收信号之间提供隔离。
Description
相关申请
本申请基于2000年9月11日提交的共同待决的临时申请序列号60/231,926。
发明领域
本发明涉及微波单片集成电路(MMIC),尤其涉及具有能调谐成优化性能和改进的MMIC与收发机模块的封装的微波单片集成电路的模块。
发明背景
近年无线电信的迅速发展增大了对高性能毫米波射频(RF)模块的需求。高频MMIC模块主要的成本与成品率的推动之一,一直是优化模块性能的人工调谐法。大多数MMIC RF放大器均非自偏压。因此,各放大器要作栅压(Vg)调节,以将放大器调谐到它的正常的工作状态。这种调谐通常在把放大器组装在模块里并接上电源后进行。
为检查模块里的芯片,要求有探测台。此外,高度熟练的操作员还必须在显微镜下探测这些小小的器件。即便是老练的MMIC技师,也常常会损坏芯片。调谐中使用的针状探针贵达数千美元,并且由于磨损和开裂,而使得寿命有限。据估算,探测每个放大器要花时20~30分钟。
为使探测过程自动化,曾作过种种努力,但进展不大。然而,设计并应用自动模块探测所涉及的时间与费用是很大的。在大多数场合中,独特的模块设计阻碍了对不止单个模块使用某一特定的自动探测台。对众多致力于设计与制造RF模块的公司而言,这些缺点提出了一种挑战。结果,无法大批量生产高频模块。在大多数场合中,制造商被迫使用昂贵的设备和大量合格技师制造大量RF模块。
MMIC芯片的芯片封装也越益重要起来。由于MMIC芯片很脆,一般厚4密耳(mil),以及难以操纵,所以未曾大量地制造过MMIC射频模块。芯片表面上的空中跨接线,使它难以从顶部拾取芯片或对芯片施压。
配有现场拾放设备的专用拾取工具已用于自动地现场拾放MMIC芯片。这类工具制作费用昂贵,并且不同的MMIC芯片一般要求用不同的工具。这对不同的制造公司出了难题,因为大多数自动现场拾放机限于有限数量的MMIC芯片工具。在某些情况下,制造商有时必须使用一系列不同的现场拾放机来组装一个射频模块。这样是效率低下的。
这些MMIC射频模块还是以小批量制造的,因为每个模块中通常安装了大量的MMIC芯片、基片与外围元件。例如,典型的毫米波收发机约有10~15块MMIC芯片、15~20块基片和50~60个电阻、电容之类的其他外围元件。还要求每个元件通过引线或带式连接器连接。这也对毫米波模块制造公司出了难题。
发明概述
厚膜毫米波收发机模块包括底板。多层基板有多个在底板上接收的低温传送带层。这些层包含具有信号轨道和连接的至少一个DC信号层、具有接地连接的接地层、内嵌电容和电阻的器件层以及具有用于将MMIC芯片安装在其中的断流器的顶层。一焊料预制层位于所述器件层和所述顶层之间用于固定MMIC芯片。在多层基板上方装载通道化板,该通道化板形成的通道用于装载MMIC芯片并在发送信号和接收信号之间提供隔离。
在本发明的另一方面中,模块可包括隔离通路,该通路通过多层延伸至接地层。在通道化板上方装载射频盖。多层基板内的每个层可以大约为2至4毫米厚。一般这些层的厚度是大约3毫米,而顶层大约4毫米厚。底板可由铜钨或其他匹配CTE的材料中的一种形成。底板大约为0.1至0.3英寸厚。在本发明的另一方面中,底板大约为0.125英寸厚。
还揭示了一种方法,该方法包括通过形成底板和形成具有多个低温传送带层的多层基板来形成厚膜毫米波收发机模块。在底板上装载基板,基板包括具有信号轨道和连接的至少一个DC信号层;具有接地连接的接地层;内嵌电容和电阻的器件层;以及用于接收MMIC芯片在其中的断流器的顶层。通过焊料固定MMIC芯片。
附图简介
根据以下参照附图对本发明的详述,本发明的其它目标、特征和优点就更清楚了,其中:
图1是本发明的自调谐式毫米波收发机模块的示意电路图。
图2是本发明的微波单片集成电路(MMIC)封装件的分解轴测图。
图2A是图2所示的MMIC封装件的平面图。
图2B是图2所示的MMIC封装件的侧视图。
图3是多层厚膜毫米波射频收发机模块的分解轴测图,显示了盖、通道化部分、多层厚膜部分以及底板。
图4是厚膜部分的各层的分解轴测图。
图5是收发机模块的分解轴测图,还示出各种连接。
较佳实施例的详细描述
下面参照附图更全面地描述本发明,附图示出了本发明较佳的实施例。然而,本发明可以多种不同形式实施,并不局限于这里提出的诸实施例。提供的这些实施例使揭示内容更全面和完整,并将把本发明的范围完全传达给本领域的技术人员。图中用同样的标号注明同样的元件。
在MMIC模块制造中,本发明有利地取消了人工放大器探测与模块调谐。在通信、雷达、光纤和其它RF应用中,利用廉价的表面安装器件与微处理器,可以无干涉地实时优化RF模块性能。其优点包括:
1.RF MMIC放大器工作的优化无需人工或自动的探测或调谐。
2.每个放大器的取消模块探测和调谐的解决方案简单而廉价(<$1)。
3.自调谐无需小片探测或测试。
4.RF模块组装与测试至少减少1/5。
5.芯片级自诊断。
6.发射机增益与输出功率控制不用衰减器芯片。
7.温度补偿不用有源衰减器。
8.减少/控制作为输出功率的函数的DC功耗,从而控制热状态。
9.通过使用功率监测电路,测试RF功率。
10.用嵌入式微处理器连续地实时优化模块性能。
11.用户可优化关键的模块性能参数而不改变电路设计。
12.为安全起见,可关闭发射机RF输出(睡眠模式)而不切断电源。
13.通过模块软件升级而提高模块性能,即用户仅支付所需特征的费用。
14.利用板载EEPROM存贮特性数据,校正作为温度与频率的函数的部件变化。
图1示出用于自偏压MMIC放大器的廉价电路。整个电路用廉价的市面流行的(COTS)表面安装芯片实现。
如所示,图中示出了本发明自调谐式毫米波收发机模块10的示意电路图。模块10包括虚线12指示的形成模块的射频MMIC芯片和虚线14指示的表面安装数字微控制器。
作为一种典型的MMIC芯片,MMIC模块包括多个放大器,但仅示出一个放大器16。射频信号送入并通过滤波器18,进入具有标准栅、源与漏极的放大器18。如本领域的技术人员所知,该射频信号从放大器16进入其它放大器16a(如果有的话)。如本领域的技术人员所知,MMIC芯片12在一块芯片上可包括大量放大器16。表面安装数字控制器14包括具有非易失存储器电路的数字电位器20。如本领域的技术人员所知,电位器例子包括AD5233电路。电位器20可以处理约-3伏的偏压。
电流传感器22,诸如漏压为3~12伏的MAX471,耦接至地,并通过漏极连接放大器16。如本领域的技术人员所知,电流传感器22连接多通道取样的模/数电路24,如AD7812电路。其它电流传感器连接其它放大器(未示出)以及连接多通道A/D电路24。温度传感器26连接多通道取样A/D电路,并且在操作上用于测量MMIC模块的温度。微处理器28作为表面安装数字控制器的一部分,工作上连接EEPROM29和其它元件,包括多通道取样A/D电路24和非易失存储器数字电位器20。如图所示,电位器20连接MMIC上的其它放大器,步增各个放大器的栅压并提供单独控制。
图中还示出,来自放大器16的射频信号可从无源耦合器30传到功率监视器二极管或其它接地的检测器电路32。这种起自无源耦合器30的连接可以传到多通道取样A/D电路24。
图1所示电路自动调节放大器栅压(Vg),直到放大器16达到其最优工作状态,该最优工作状态用漏极耗用的电流量(Id)来测量,以及由检测器电路32在放大器(如果有的话)输出端测量。这是通过控制(通过串行数字接口)电位器20产生的数/模(D/A)转换器输出电压实现的。D/A转换器包括一非易失存储器,有4条通道,市价不到3美元。
栅压变化时,电流传感器22提供正比于放大器16耗用的漏电流的电压输出。电流传感器输出由将漏电流电平数字化的多通道串行模/数转换器(A/D)24数字化。将电流电平字与预先存贮的最优放大器漏电流电平(如包含在EEPROM29中)作比较。调节栅偏压电平,直到达到最优漏电流。装在MMIC芯片的或外加的检测器电路,通过测量输出功率来确认漏电流设定值达到最优电平。检测器输出32与规定放大器输出端期望的标称值的预存值作比较。
使用廉价微处理器或通过模块测试期间建立的一次设定,能以实时连续调节模式实施漏电流调节、电流检测和检测器输出测量。可用EEPROM29存贮预置芯片特性,如RF电路中各级的最优漏电流与期望的输出。
电流测量传感器22还可诊断电路中每个放大器。该电流测量电路将检测任何不希望的电流耗用的增减。通过监视温度传感器26,微处理器28判断电流(Id)变化是温度变化引起的还是故障引起的。通过数字串口报告各放大器16的状态。
在因热问题而主要关注DC功耗的情况下,可通过栅偏压控制来调节任何放大器16,使放大器耗用最少电流。用户可选择一最大温度,而微处理器将通过控制MMIC芯片中的DC功耗,将收发机保持在或低于该温度。
控制RF模块中的增益与输出功率的传统方法是利用发射链路中的有源衰减器。但其效率不高,因为链路中任一放大器都耗用功率。通过使用数字电位器20,可单独或成组控制各放大器的增益和输出功率。本发明允许模块对增益和输出功率进行无限控制,无需在各放大器后面添加有源衰减器,从而减少了成本并消除了不必要的DC功耗。
通过功率监视器二极管和检测器电路32,通过将放大器的部分输出功率(15~20dB)耦合入无源耦合器30,可实现RF功率检测。耦合器的输出由二极管32a检测。二极管32a的输出经串接的A/D转换器被放大和数字化。
数字电位器20、各放大器的电流传感器22以及温度传感器26,使模块能按温度变化的函数自我调节其增益。这通过随着模块温度变化,保持各放大器预置的电流耗用恒定来实现。利用本发明,能以高精密度控制模块增益与输出功率。
用户对电路链中任一级模块增益的编程能力,为权衡发射机噪声指数(NF)与互调电平(IM)之类的关键性能参数提供了灵活性,且不必更改电路设计。实时单独芯片控制还使用户能工作于期望的状态中,如高调制通信的线性模式。
应该理解,本发明的自优化技术还可用于带有MMIC芯片的不同装置,如混频器、乘法器与衰减器。安装时出于安全性原因,通过夹断方法(最大负栅偏压),可高度衰减(超过50dB)发射链路中的所有放大器。本发明不要求附加的开关或硬件。
使用上述的微处理器28和芯片控制电路,可使模块制造商只起动客户对某一特定应用所希望的那些特征。虽然模块硬件是相同的,但是模块特征将受软件控制。这样就能在众多不同的应用场合中灵活地应用同一模块,这些应用场合包括无线点对点、点与多点或Vsat。另外,使用微处理器和标准接口,可允许模块具有现场可编程性与软件升级(对附加特征而言)而不必移动模块。
使用微控制器14和相关的微处理器28与板载EEPROM29,可以校正与调谐模块内的各种功能。校正包括但不限于(a)增益随温度的变化,(b)作为温度与频率的函数的功率监视器电路的线性化,(c)作为频率的函数的增益均一化,以及(d)作为频率与温度函数的功率衰减线性化。使用微处理器28控制每个带RF模块的有源装置,以及使用EEPROM29存贮校正因子,允许高度的灵活性,使模块能以高的精度与性能工作。在模块测试期间,对温度和频率收集模块特征数据(增益、功率、噪声指数)。校正因子由测试台自动算出并存入EEPROM29。在正常模块工作期间使用所述校正因子,以提供期望的性能。
本发明还提供改进的MMIC芯片封装件,如图2、2A与2B所示。MMIC封装件40有若干优点。
1.对热膨胀系数(CTE)匹配的封装件中的MMIC芯片的保护。
2.以极低成本封装MMIC芯片。
3.改进的自动拾放、直接引线接合与带式连接,而不损伤易碎的MMIC。
4.通过小型封装提高芯片性能(隔离度)。
5.RF模块外壳用铝之类的廉价材料构成。
图2示出封装件40的分解轴测图,以及示出了MMIC芯片42和热膨胀系数(CTE)与该MMIC匹配的底板44。底板44上包含焊接预型件46,在其上安装MMIC。芯片盖48遮盖MMIC。如图所示,底板包括的相对着的侧轨44a,它沿一部分形成的边缘延伸,使端区敞开。芯片盖48包括相对着的两个隔开的搭接引脚48a。相对着的侧轨44a和搭接引脚48a配置成使得当将芯片盖放在MMIC芯片42上时,焊接预型件46与CTE匹配的底板44、侧轨与搭接引脚就接合了各自的芯片盖与底板,如图2A和2B所示,在顶部与转角侧形成敞开区并露出MMIC上的任何焊片,以便对其作引线与带式连接。
通过封装MMIC芯片以利于处理芯片,使MMIC模块生产能够类似于表面安装技术。底板44由厚约10~15密耳的廉价热膨胀系数(CTE)匹配的材料构成,诸如铜钨合金CuW或铝硅合金AlSi。盖48可用多类材料制作,包括塑料。1~2密耳的焊接预型件(如金锡)收容于底板44上。盖48的形状不遮盖芯片输入与输出焊片和DC焊片(栅与漏)。
底板44、盖48、焊接预型件46和MMIC芯片42以窝伏尔组件(waffle pack)或类似封装件形式提供。如本领域的技术人员所知,这些封装件都放在自动拾放(P&P)机上。对P&P机编程,以将底板拾起并把它放在窝伏尔组件中,应用本领域技术人员已知的温度范围,可在高温将窝伏尔组件用于低共熔焊接(如石墨)。P&P机将焊接预型件46拾起后放入底板44。MMIC芯片置于焊接预型件46顶部。盖放在芯片42顶部上。对每块MMIC芯片重复该过程。
经估算,每个芯片封装件的P&P总时间将花费大约10秒。单台P&P机一天可封装的芯片数超过8000。把带有包含MMIC芯片的封装组件的整个窝伏尔组件放入低共熔点焊接炉使焊料流动,将芯片连接至底板,将盖连接至底板。
图3~5示出的改进型射频收发机模块,该模块使用厚膜技术,诸如称为生带(green tape)的低温共烧制陶瓷技术。更具体地说,图4示出的多层基板50有若干不同层的低温传送带技术(LTTT)片,包括DC信号层52、接地层54、嵌入式电容电阻层56、焊接预型件层58和顶层60。
图3示出如何将图4中不同的层组合成一多层厚膜基板50,基板50与通道化板64和射频盖66一起收容在底板62上。图中示出了隔离通孔67。这些通孔可穿过多个层下至接地层。可用本领域技术人员已知的技术形成这些通孔。
图5示出波导接口72嵌入通道化板64的MMIC收发机模块70,示出了中频输出端74、本振输入端76、中频输入端78、各种DC引脚80和CCA上的模块连接器82与外接连接器84。
本发明使用廉价的多层传送带厚膜板50来连接MMIC芯片86并将所有外围与电气连接线嵌入于多层厚膜中,改进了MMIC模块组装过程。本发明提供了若干好处。
1.对MMW模块设计与制造新使用低温传送带技术(LTTT)多层板。
2.将部件数减少1/5,简化了MMIC模块组装。
3.将所有电阻和电容嵌入于多层厚膜电路板中,减少了外围元件数。
4.将电气连接线嵌入于多层电路板中,减少了引线与带式连接的数量。
5.使用平面模块结构以便于组装,然后在电路小片组装后扣压RF通道化。
6.通过通道化、区域化和接地通孔,改进了RF隔离。
7.对通道化使用引线EDM法而不用机器加工,降低了外壳成本。
8.将SMA与K个连接器直接接到多层基板。
通过封装MMIC模块使组装过程完全自动化,MMIC模块生产类似于表面安装技术。如图3所示,模块由底板62、由诸层构成的多层氧化铝基片50、通道化板64和盖66构成。
在本发明一个方面中,底板62是诸如铜钨(CuW)之类的廉价CTE匹配的材料制成的镀金平板,厚约1/8英寸。板只切成需要的大小,不必机器加工。
如本领域技术人员所知,多层基板50用低温传送带(LTTT)技术制造,诸如类似于低温共生带技术,诸如类似于低温共烧制陶瓷(LTCC)片。如本领域技术人员所知,LTTT加工严格遵循成熟的多层厚膜加工中应用的步骤。每层的多重介质印刷由带层叠(tape lamination)步骤代替。LTTT可使用金与银两种导体系统。用本领域技术人员已知的技术形成互连与通孔。
虽然形成多层结构的LTTT工艺适用于范围广泛的各种介质材料与基板,不过本发明图示方面选用的材料是标准的96%氧化铝基板。使用标准的厚膜设备和为形成导电互连与层间通孔而开发的加工技术,在氧化铝基板上丝网印制特制的导体材料。运用热/压组合法将带片(tape sheet)接合至基板。
图4示出一例能用于形成氧化铝板的层类型。层数可以多达12层。如图所示,可在本领域技术人员已知的类型的底板(S)上形成诸层。每层厚约2~4密耳,一般为3密耳厚,可用来携带低频RF信号、DC信号、接地或嵌入式无源元件,如电容与电阻。互连线或接地通孔可穿越LTTT膜的一层或多层。
这种多层LTTT氧化铝基板尤其适用于GaAs芯片,因为其CTE系数为7.1。而且该材料具有良好的热传导性(25~200W/MK)。使用金锡焊接预型件或银环氧树脂,可将MMIC GaAs芯片直接连接于基板。在涉及热的场合中,可用CTE匹配的填隙片把芯片直接连接于底板或连接底表面的热通孔的顶部。这些通孔可用本领域技术人员已知的技术形成。为便于组装与引线接合,顶层(3~4密耳厚)将具有与芯片尺寸相符的切割图案(见图5)。
多层基板的平均成本约为每层每平方英寸1.5~2.5美元。每平方英寸可能有275个通孔。
虽然可用其它材料,但是在本发明一个方面中,通道化板64由镀金铝形成。通道64a用引线EDM法切割。制作的通道64a在发射与接收信号之间提供要求的隔离,以及对更低的频率信号产生截止。RF盖也由镀金铝制造。
图5示出的MMW收发机模块,包括用于提供调节器/控制器功能的表面安装电路卡组件(CCA)。SMA连接器直接连接至多层基板。提供RF接口波导作为通道化板的部分。
作为一个非限制性实例,可用下列技术组装图5所示的模块:
1.将所有的MMIC芯片拾放到多层氧化铝基板上。基板应具有所有的低频信号连接线、DC连接线、接地线、已嵌入于诸层的无源元件和焊接预型件。
2.拾放DC连接器和用于中频(IF)与本振(LO)信号的低频SMA连接器。
3.在真空炉中使焊料流动,将MMIC电路小片与连接器连接到基板。银环氧树脂可以替代焊料。
4.将MMIC芯片引线/楔形连接至基板。
5.用环氧树脂将基板连接到底板与通道化板。
6.安装RF盖。
7.安装调节器/控制器表面安装CCA。
本申请涉及由同一受让人和相同发明人于同日提交的题为“MICROWAVEMONOLITHIC INTEGRATED CIRCUIT PAKAGE”与“SELF-TUNEDMILLIMETER WAVE RF TRANSCEIVER MODULE”的共同待决的专利申请,其内容通过引用结合于此。
受到前面描述内容和有关附图好处的本领域技术人员会明白本发明的许多修正与其它实施例。因而应明白,本发明并不限于揭示的特定实施例,诸修正与实施例都包含在相关的权项范围内。
Claims (26)
1.一种厚膜毫米波收发机模块,它包括:
底板;
具有多个低温传送带层并在安装所述底板上的多层基板,所述的层包括以下所述层中的至少一层:
具有信号轨道和连接的DC信号层;
具有接地连接的接地层;
内嵌电容和电阻的器件层;
具有用来将MMIC芯片安装在其中的断流器的顶层;
位于所述器件层和所述顶层之间用于固定MMIC芯片的焊料预制层;以及
安装在多层基板上方且具有为接收MMIC芯片并在发送信号和接收信号之间提供隔离而形成的通道的通道化板。
2.根据权利要求1所述的厚膜毫米波收发机模块,其特征在于,进一步包括通过多层延伸至接地层的隔离通路。
3.根据权利要求1所述的厚膜毫米波收发机模块,其特征在于,进一步包括安装在所述多路板上方的射频盖。
4.根据权利要求1所述的厚膜毫米波收发机模块,其特征在于,所述多层基板内的每个所述层的厚度是大约2至4毫米。
5.根据权利要求4所述的厚膜毫米波收发机模块,其特征在于,所述层的厚度是大约3毫米。
6.根据权利要求5所述的厚膜毫米波收发机模块,其特征在于,所述顶层的厚度是大约4毫米。
7.根据权利要求1所述的厚膜毫米波收发机模块,其特征在于,所述底板由匹配CTE的材料形成。
8.根据权利要求1所述的厚膜毫米波收发机模块,其特征在于,所述底板的厚度是大约0.1至0.3英寸。
9.根据权利要求8所述的厚膜毫米波收发机模块,其特征在于,所述底板的厚度是大约0.125英寸。
10.一种用于收发机模块中的多层厚膜基板,它包括:
多个低温传送带层,所述层包括以下所述层中的至少一个:
具有DC信号轨道和连接的DC信号层;
具有接地连接的接地层;
内嵌电容和电阻的器件层;
接收MMIC芯片在其中的顶层;并且
位于所述器件层和所述顶层之间用来固定任何安装在顶片内MMIC芯片的焊料预制层。
11.根据权利要求10所述的多层厚膜基板,其特征在于,进一步包括通过多层延伸至接地层的隔离通路。
12.根据权利要求10所述的基板,其特征在于,所述多层基板内的每个所述层的厚度是大约1至4毫米。
13.根据权利要求12所述的基板,其特征在于,所述层的厚度是大约3毫米。
14.根据权利要求10所述的基板,其特征在于,所述顶层的厚度是大约4毫米。
15.根据权利要求10所述的基板,其特征在于,所述底板由匹配CTE的材料形成。
16.一种厚膜毫米波收发机模块,它包括:
底板;
安装在所述底板上并具有多个低温传送带层的多层基板,所述层包括以下所述层中中的至少一个:
具有信号轨道和连接的DC信号层;
具有接地连接的接地层;
内嵌电容和电阻的器件层;
安装在基板上并由至该处的焊料连接固定且可操作地连接于所述层的至少一个MMIC芯片;以及
安装在形成的多层基板上方并具有为安装MMIC芯片及在发送信号和接收信号之间提供隔离而形成的通路的通道化板。
17.根据权利要求16所述的厚膜毫米波收发机模块,其特征在于,进一步包括通过多层延伸至接地层的隔离通路。
18.根据权利要求16所述的厚膜毫米波收发机模块,其特征在于,进一步包括用来将至少一MMIC固定到所述基板的焊料预制层。
19.根据权利要求16所述的厚膜毫米波收发机模块,其特征在于,进一步包括将至少一MMIC固定到基板的银环氧树脂。
20.根据权利要求16所述的厚膜毫米波收发机模块,其特征在于,进一步包括安装在所述多路板的射频盖。
21.根据权利要求16所述的厚膜毫米波收发机模块,其特征在于,所述多层基板内的每个所述层的厚度是大约2至4毫米。
22.根据权利要求21所述的厚膜毫米波收发机模块,其特征在于,所述层的厚度是大约3毫米。
23.根据权利要求16所述的厚膜毫米波收发机模块,其特征在于,所述底板由匹配CTE的材料形成。
24.根据权利要求23所述的厚膜毫米波收发机模块,其特征在于,所述底板的厚度是大约0.1至0.3英寸。
25.根据权利要求24所述的厚膜毫米波收发机模块,其特征在于,所述底板的厚度是大约0.125英寸。
26.一种形成厚膜毫米波收发机模块的方法,它包括以下步骤:
形成底板;
形成具有多个低温传送带层的多层基板;
在底板上安装基板,其中,基板包括以下所述层中的至少一个:
具有信号轨道和连接的DC信号层;
具有接地连接的接地层;
内嵌电容和电阻的器件层;
具有用来将MMIC芯片安放在其中的断流器的顶层;以及
用焊料固定MMIC芯片。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US23192600P | 2000-09-11 | 2000-09-11 | |
| US60/231,926 | 2000-09-11 | ||
| US09/863,030 | 2001-05-22 | ||
| US09/863,030 US6759743B2 (en) | 2000-09-11 | 2001-05-22 | Thick film millimeter wave transceiver module |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1468467A true CN1468467A (zh) | 2004-01-14 |
| CN1223097C CN1223097C (zh) | 2005-10-12 |
Family
ID=26925545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB018154190A Expired - Fee Related CN1223097C (zh) | 2000-09-11 | 2001-08-29 | 厚膜毫米波收发机模块 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6759743B2 (zh) |
| EP (1) | EP1317801B1 (zh) |
| JP (1) | JP2004509537A (zh) |
| KR (1) | KR20030032019A (zh) |
| CN (1) | CN1223097C (zh) |
| AU (1) | AU2001285347A1 (zh) |
| DE (1) | DE60111753T2 (zh) |
| WO (1) | WO2002023674A2 (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102332414A (zh) * | 2011-09-01 | 2012-01-25 | 安徽四创电子股份有限公司 | 一种薄膜限幅低噪声放大器小型化方法和工艺 |
| CN104735901A (zh) * | 2013-12-18 | 2015-06-24 | 远升科技股份有限公司 | 具有rf信号路径的印刷电路板 |
| CN104968141A (zh) * | 2015-06-16 | 2015-10-07 | 安徽四创电子股份有限公司 | 一种多层微波数字复合基板及其压制方法 |
Families Citing this family (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6627992B2 (en) | 2001-05-21 | 2003-09-30 | Xytrans, Inc. | Millimeter wave (MMW) transceiver module with transmitter, receiver and local oscillator frequency multiplier surface mounted chip set |
| US6788171B2 (en) * | 2002-03-05 | 2004-09-07 | Xytrans, Inc. | Millimeter wave (MMW) radio frequency transceiver module and method of forming same |
| US7076201B2 (en) * | 2002-09-05 | 2006-07-11 | Xytrans, Inc. | Low cost VSAT MMIC transceiver with automatic power control |
| US7042307B2 (en) * | 2003-09-10 | 2006-05-09 | Merrimac Industries, Inc. | Coupler resource module |
| CN100407587C (zh) * | 2003-09-27 | 2008-07-30 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种毫米波接收模块 |
| JP4087803B2 (ja) * | 2004-02-10 | 2008-05-21 | 三菱電機株式会社 | ミリ波送受信モジュールおよびバイアス調整方法 |
| US7248129B2 (en) | 2004-05-19 | 2007-07-24 | Xytrans, Inc. | Microstrip directional coupler |
| JP4134004B2 (ja) * | 2004-11-15 | 2008-08-13 | Tdk株式会社 | 高周波モジュール |
| US20060160500A1 (en) * | 2005-01-14 | 2006-07-20 | Xytrans, Inc. | VSAT block up converter (BUC) chip |
| KR100751065B1 (ko) * | 2005-12-07 | 2007-08-22 | 한국전자통신연구원 | Rf 송수신 모듈 및 이를 이용한 밀리미터파 fmcw레이더 센서 |
| JP4466552B2 (ja) * | 2005-12-09 | 2010-05-26 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置の製造方法 |
| US7492313B1 (en) * | 2006-10-31 | 2009-02-17 | Lockheed Martin Corporation | Digital processing radar system |
| DE102007004815A1 (de) * | 2007-01-31 | 2007-11-22 | Siemens Ag | Manipulationsgeschütztes Funkgerät |
| US8345716B1 (en) | 2007-06-26 | 2013-01-01 | Lockheed Martin Corporation | Polarization diverse antenna array arrangement |
| JP4755657B2 (ja) * | 2008-01-18 | 2011-08-24 | 三菱電機株式会社 | ミリ波送受信モジュール |
| US8872333B2 (en) | 2008-02-14 | 2014-10-28 | Viasat, Inc. | System and method for integrated waveguide packaging |
| US8072065B2 (en) * | 2008-02-14 | 2011-12-06 | Viasat, Inc. | System and method for integrated waveguide packaging |
| JP2009180737A (ja) * | 2009-04-17 | 2009-08-13 | Mitsubishi Electric Corp | ミリ波送受信モジュール |
| KR100941694B1 (ko) * | 2009-08-28 | 2010-02-12 | 삼성탈레스 주식회사 | 송수신 모듈용 회로 기판 |
| US20110250861A1 (en) * | 2010-04-08 | 2011-10-13 | Viasat, Inc. | Highly integrated, high frequency, high power operation mmic |
| AU2011218651B2 (en) | 2010-08-31 | 2014-10-09 | Viasat, Inc. | Leadframe package with integrated partial waveguide interface |
| US8854255B1 (en) | 2011-03-28 | 2014-10-07 | Lockheed Martin Corporation | Ground moving target indicating radar |
| US20140306111A1 (en) * | 2013-04-10 | 2014-10-16 | Telekom Malaysia Berhad | Low Temperature Co-Fired Ceramic System on Package for Millimeter Wave Optical Receiver and Method of Fabrication |
| KR101434114B1 (ko) * | 2013-09-27 | 2014-08-26 | 주식회사 에이스테크놀로지 | 송수신 회로 모듈 |
| FR3026529B1 (fr) * | 2014-09-30 | 2017-12-29 | Linxens Holding | Procede de fabrication de carte a puce et carte a puce obtenue par ce procede. |
| FR3038121B1 (fr) * | 2015-06-25 | 2017-08-18 | Thales Sa | Transformateur ameliore pour un circuit en technologie mmic |
| US10977540B2 (en) | 2016-07-27 | 2021-04-13 | Composecure, Llc | RFID device |
| US10762412B2 (en) | 2018-01-30 | 2020-09-01 | Composecure, Llc | DI capacitive embedded metal card |
| DK3679523T3 (da) * | 2017-09-07 | 2023-05-08 | Composecure Llc | Transaction card with embedded electronic components and process for manufacture |
| US11151437B2 (en) | 2017-09-07 | 2021-10-19 | Composecure, Llc | Metal, ceramic, or ceramic-coated transaction card with window or window pattern and optional backlighting |
| MX2020004012A (es) | 2017-10-18 | 2020-09-25 | Composecure Llc | Tarjeta de transacción de metal, cerámica o recubierta con cerámica con ventana o patrón de ventana y retroiluminación opcional. |
| CN115734464B (zh) * | 2023-01-06 | 2023-05-05 | 四川斯艾普电子科技有限公司 | 一种厚薄膜电路基板tr组件及其封装方法 |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US586085A (en) * | 1897-07-06 | Gas-burner | ||
| US4453142A (en) * | 1981-11-02 | 1984-06-05 | Motorola Inc. | Microstrip to waveguide transition |
| US5049978A (en) * | 1990-09-10 | 1991-09-17 | General Electric Company | Conductively enclosed hybrid integrated circuit assembly using a silicon substrate |
| FR2674078B1 (fr) * | 1991-03-12 | 1994-10-07 | Thomson Trt Defense | Emetteur-recepteur hyperfrequence utilisant la technique des circuits imprimes multicouches. |
| US5239685A (en) * | 1991-10-08 | 1993-08-24 | Qualcomm Incorporated | Process for fabricating a MMIC hybrid device and a transceiver fabricated thereby |
| US5254941A (en) * | 1991-10-29 | 1993-10-19 | Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. | Structure and method for determining isolation of integrated circuit |
| US5249355A (en) * | 1991-10-31 | 1993-10-05 | Hughes Aircraft Company | Method of fabricating a multilayer electrical circuit structure |
| US5319329A (en) * | 1992-08-21 | 1994-06-07 | Trw Inc. | Miniature, high performance MMIC compatible filter |
| US5545924A (en) * | 1993-08-05 | 1996-08-13 | Honeywell Inc. | Three dimensional package for monolithic microwave/millimeterwave integrated circuits |
| US5406122A (en) * | 1993-10-27 | 1995-04-11 | Hughes Aircraft Company | Microelectronic circuit structure including conductor bridges encapsulated in inorganic dielectric passivation layer |
| US5451818A (en) * | 1994-03-18 | 1995-09-19 | Trw Inc. | Millimeter wave ceramic package |
| JPH09134981A (ja) * | 1995-11-08 | 1997-05-20 | Fujitsu Ltd | マイクロ波・ミリ波帯の機能モジュールパッケージ |
| US6175287B1 (en) * | 1997-05-28 | 2001-01-16 | Raytheon Company | Direct backside interconnect for multiple chip assemblies |
| US5982250A (en) * | 1997-11-26 | 1999-11-09 | Twr Inc. | Millimeter-wave LTCC package |
| JP3013831B2 (ja) * | 1998-01-26 | 2000-02-28 | 日本電気株式会社 | Mmicパッケージ |
| US6114986A (en) * | 1998-03-04 | 2000-09-05 | Northrop Grumman Corporation | Dual channel microwave transmit/receive module for an active aperture of a radar system |
| US6178097B1 (en) * | 1999-01-22 | 2001-01-23 | Dial Tool Industries, Inc. | RF shield having removable cover |
| US6426686B1 (en) * | 1999-06-16 | 2002-07-30 | Microsubstrates Corporation | Microwave circuit packages having a reduced number of vias in the substrate |
| DE60119335T2 (de) * | 2000-08-16 | 2007-04-12 | Raytheon Company, Waltham | Hochintegrierter mehrstrahliger millimeterwellensensor auf einem einzelnem träger |
| US20020176485A1 (en) * | 2001-04-03 | 2002-11-28 | Hudson John E. | Multi-cast communication system and method of estimating channel impulse responses therein |
-
2001
- 2001-05-22 US US09/863,030 patent/US6759743B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-08-29 JP JP2002527612A patent/JP2004509537A/ja active Pending
- 2001-08-29 CN CNB018154190A patent/CN1223097C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2001-08-29 EP EP01964502A patent/EP1317801B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-08-29 AU AU2001285347A patent/AU2001285347A1/en not_active Abandoned
- 2001-08-29 DE DE60111753T patent/DE60111753T2/de not_active Expired - Fee Related
- 2001-08-29 WO PCT/US2001/026965 patent/WO2002023674A2/en not_active Ceased
- 2001-08-29 KR KR10-2003-7003510A patent/KR20030032019A/ko not_active Withdrawn
-
2004
- 2004-05-20 US US10/850,224 patent/US7005740B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102332414A (zh) * | 2011-09-01 | 2012-01-25 | 安徽四创电子股份有限公司 | 一种薄膜限幅低噪声放大器小型化方法和工艺 |
| CN104735901A (zh) * | 2013-12-18 | 2015-06-24 | 远升科技股份有限公司 | 具有rf信号路径的印刷电路板 |
| CN104968141A (zh) * | 2015-06-16 | 2015-10-07 | 安徽四创电子股份有限公司 | 一种多层微波数字复合基板及其压制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1317801A2 (en) | 2003-06-11 |
| CN1223097C (zh) | 2005-10-12 |
| WO2002023674A2 (en) | 2002-03-21 |
| WO2002023674A3 (en) | 2002-08-22 |
| US20020030250A1 (en) | 2002-03-14 |
| US7005740B2 (en) | 2006-02-28 |
| DE60111753D1 (de) | 2005-08-04 |
| JP2004509537A (ja) | 2004-03-25 |
| AU2001285347A1 (en) | 2002-03-26 |
| US20040212084A1 (en) | 2004-10-28 |
| KR20030032019A (ko) | 2003-04-23 |
| DE60111753T2 (de) | 2005-12-15 |
| US6759743B2 (en) | 2004-07-06 |
| EP1317801B1 (en) | 2005-06-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1468467A (zh) | 厚膜毫米波收发机模块 | |
| US7027789B2 (en) | Self-tuned millimeter wave RF transceiver module | |
| US6716677B2 (en) | Microwave monolithic integrated circuit package | |
| US6788171B2 (en) | Millimeter wave (MMW) radio frequency transceiver module and method of forming same | |
| US20050088260A1 (en) | Electronic component module and manufacturing method thereof | |
| US6369759B1 (en) | Rectenna for high-voltage applications | |
| US6911733B2 (en) | Semiconductor device and electronic device | |
| JP2001519989A (ja) | 二重帯域セルラー電話用の2つの電力増幅器を有する増幅器モジュール | |
| US11071198B2 (en) | Highly integrated miniature radiometer chip | |
| US20070053167A1 (en) | Electronic circuit module and manufacturing method thereof | |
| EP0818823A2 (en) | Radio frequency module and method for fabricating the radio frequency module | |
| EP0622840A2 (en) | Apparatus and method for assembling and checking microwave monolithic integrated circuit (MMIC) module | |
| CN118201207B (zh) | 一种小型化的四通道收发变频sip | |
| US6198456B1 (en) | Integrated transmitter or receiver device | |
| JP2004254068A (ja) | 高周波送受信モジュール | |
| JP2580604B2 (ja) | アンテナ一体化マイクロ波集積回路 | |
| JP2002368561A (ja) | 導波管mmicモジュール | |
| CN117543225B (zh) | 一种毫米波tr组件、吸波材料切割装置及方法 | |
| JPH1070159A (ja) | 高周波モジュールおよび高周波モジュールの製造方法 | |
| WO2021141631A1 (en) | Thermal management package and method | |
| Watson et al. | Millimetre Wave Transmit and Receive Module for Broadband Mesh Networks | |
| Epp et al. | Rectenna for high-voltage applications | |
| US20050184834A1 (en) | Methods and apparatus for coupling first and second microwave modules |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |